CN1298104A - 自行车轮毂传动装置用的带有一体的速度传感器的马达单元 - Google Patents

自行车轮毂传动装置用的带有一体的速度传感器的马达单元 Download PDF

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Abstract

提供了用于操作内轮毂传动装置的马达单元,速度传感器安装在马达单元上,用于检测马达单元外部的速度信号。由于速度传感器安装在马达单元上,所以速度传感器的位置可牢固地固定在自行车上。而且,减速传感器的电线可结合在马达的电线线束内,从而不需要沿自行车的单独的电线线路。

Description

自行车轮毂传动装置用的带有一体的速度传感器的马达单元
本发明涉及自行车计算机，更具体地涉及结合在用于使自行车传动装置变速的马达单元中的速度传感器。
自行车计算机常常用于测量、综合显示各种行驶参数如自行车速度、行驶的距离、踩踏板的速度等等。这种计算机通常包括安装在车把上的显示器和至少一个安装在前或后轮上的传感器组件。传感器组件通常包括安装在轮辐之一上的磁铁和安装在自行车车架上的磁性传感器，使得当车轮旋转时，磁铁经过传感器的附近。磁性传感器连接在电线上，电线又沿自行车车架通向显示器。
已知自行车计算机的一个问题是磁性传感器用带子安装在车架的小直径部分上，如转向叉管或后链锯。因为管的直径小，所以带子可能不能施加很大的摩擦力以保持传感器正确定位，并且传感器可能绕管旋转或沿管移动，一直到传感器不再准确地检测磁铁。当管是锥形的或非圆形的时，这种效果特别严重。其结果是，骑车人必须定期调整传感器的位置。传统自行车计算机的另一个问题是从传感器到显示器的电线使自行车外观杂乱，特别是当自行车上还安装了其它的电气部件，每个部件带有其自己的电线时。
本发明涉及与用于使自行车传动装置变速的马达单元结合在一起的速度传感器。在本发明的一个实施例中，提供了一马达单元以操作内轮毂传动装置，速度传感器安装在马达单元上，用于检测马达单元外部的速度信号。由于速度传感器安装在马达单元上，所以速度传感器的位置可以牢固地固定在自行车上。而且，速度传感器的电线可结合在马达的电线束内，从而不需要沿自行车另外布线。
马达单元可包括一用于接收从中穿过的轮轴的环形壳体，一绕驱动环轴线旋转用于接合轮毂传动装置的驱动环，和一用于使驱动环旋转的马达。其结果是，马达单元可布置在与轮毂传动装置非常接近的位置，从而与安装有信号源如磁铁的轮辐非常接近。因为马达单元可牢固地安装在自行车车架上，所以传感器可以悬臂方式牢固地安装在壳体上并伸向轮辐以更接近信号源，其发生移动的危险比在其它情况下可能的要小。
图1为根据本发明的自行车轮毂传动装置、马达驱动装置和速度传感器的特定实施例的后视图；
图2为图1所示自行车轮毂传动装置、马达驱动装置和速度传感器的局部分解图；
图3为图2所示马达壳体和接头的侧视图；
图4为马达壳体的剖面图。
图1为根据本发明的自行车轮毂传动装置10、马达驱动装置14和速度传感器18的特定实施例的后视图；图2为图1所示自行车轮毂传动装置10、马达驱动装置14和速度传感器18的局部分解图。轮毂传动装置10是传统的自行车轮毂传动装置，如由Shimano公司以Nexus商标销售的轮毂传动装置。轮毂传动装置10包括绕轮毂轴26旋转的轮毂壳22，轮毂轴26限定轴线X。驱动链轮30从链条(未示出)向位于轮毂壳22内的行星齿轮传动装置施加驱动力，用于以公知方式通过多个动力传输路线从链条向轮毂壳22传送驱动力。也是以Nexus商标销售的传统轮毂制动器34可与轮毂传动装置10一起使用。由于轮毂传动装置10和轮毂制动器34是已知的结构，因此去掉了对它们的详细描述。
轮毂壳22包括用于安装许多辐条44的一对辐条凸缘38和40，辐条又安装在轮辋(未示出)上。形式为磁铁48的信号源利用螺钉和套管以传统方式安装在辐条44a之一上。
如图1-3中所示，马达驱动装置14包括带有驱动环60的马达壳体58，驱动环60限定用于接收从中穿过的轴26的孔62。当马达驱动装置14安装在轮毂传动装置10上时，驱动环60与构成轮毂传动装置10的一部分的可旋转离合器致动器66接合，马达驱动装置14通过螺母70保持在轮毂传动装置10上，螺母70压在马达驱动装置14的安装凸缘74上，安装凸缘74又压在将轮毂传动装置10的部件固定在一起的轮毂螺母78上。
如图1和4中更详细地表示的，在马达壳体58中布置有马达82，马达82带有支撑驱动齿轮90的驱动轴86，驱动齿轮90与通过轴98可旋转地安装在马达壳体58上的大直径齿轮94接合。小直径齿轮102一大直径齿轮94一体形成，该小直径齿轮102与通过轴108可旋转地支撑在马达壳体58上的大直径齿轮104接合。与大直径齿轮104一体形成的小直径齿轮112与驱动环60接合，以使驱动环60绕轴线X旋转，轴线X还作为驱动环轴线。这样，大直径齿轮94、小直径齿轮102、大直径齿轮104和小直径齿轮112形成了齿轮减速单元，使得驱动环60以比驱动齿轮90小的速度旋转。电位计120也与驱动环60接合，用于提供表示驱动环60的位置的信号。用于驱动马达82的信号和来自电位计120的信号通过电线128提供给凸电接头124。
布置在接头壳体133内的形式为可拆式插塞的凹电接头132位于多线信号通信电缆134的端部。凹电接头132包括多个电触点135，这些电触点与凸电接头124内的相应电触点接触。凹电接头132通过固定螺钉136保持在马达壳体58上的适当位置上。磁性传感器140安装在面向轮毂传动装置10的接头壳体133的外侧表面150上。传感器140可通过粘合剂、压配合、粘接、或许多其它方法安装。在该实施例中，磁性传感器140是圆柱形元件，其具有同心的纵轴线Y，轴线Y基本垂直于接头壳体133的侧表面150并平行于轴线X延伸。
由于马达壳体58牢固地安装在轴26上，并且由于接头壳体133牢固地安装在马达壳体58上，所以传感器140的位置非常稳定。而且，由于接头壳体133通常用强固材料制造，所以传感器140可以悬臂方式稳定地支撑在接头壳体133上。这又允许传感器140伸出较大的距离到达与磁铁48非常接近的位置。
尽管在上面描述了本发明的各种实施例，但在不偏离本发明的精神和范围的情况下还可利用其它的变型。例如，各种部件的尺寸、形状、位置或方向可根据需要进行改变。一个元件的功能可以由两个元件实现，并且反之亦然。在一个特定实施例中不必同时存在所有的优点。与现有技术不同的每个特征，单独地或与其它特征组合，都应理解为对本申请人其它发明的独立描述，这些发明包括由这个或这些特征实施的结构性和/或功能性概念。因此，本发明的范围不限于所公开的具体结构，也不限于表面上对特定结构或特征原始描述。

Claims (20)

1、自行车轮毂传动装置用的速度检测设备，包括：
一用于操作轮毂传动装置的马达单元；
一安装在马达单元上用于检测马达单元外部的速度信号的速度传感器。
2、根据权利要求1中所述的速度检测设备，其特征在于，速度传感器包括一磁性传感器。
3、根据权利要求1中所述的速度检测设备，还包括用于向马达单元传送信号和从马达单元传出信号的电接头，其中速度传感器安装在电接头上。
4、根据权利要求3中所述的速度检测设备，其特征在于，电接头包括一具有多个电触点的可拆式插塞。
5、根据权利要求3中所述的速度检测设备，其特征在于，速度传感器从电接头的外侧表面延伸。
6、根据权利要求5中所述的速度检测设备，其特征在于，电接头包括一具有多个电触点的可拆式插塞。
7、根据权利要求6中所述的速度检测设备，其特征在于，速度传感器大体垂直于电接头的外侧表面延伸。
8、根据权利要求7中所述的速度检测设备，其特征在于，速度传感器具有大体圆柱形的形状。
9、根据权利要求1中所述的速度检测设备，其特征在于，马达单元包括一用于接收从中穿过的轮毂轴的环形壳体。
10、根据权利要求9中所述的速度检测设备，其特征在于，马达单元还包括：
一用于与轮毂传动装置接合的驱动环，其中驱动环绕一驱动环轴线旋转；和
一用于使驱动环旋转的马达。
11、根据权利要求10中所述的速度检测设备，其特征在于，驱动环和马达布置在环形壳体内。
12、根据权利要求10所述的速度检测设备，其特征在于，速度传感器沿基本平行于驱动环轴线的速度传感器轴线延伸。
13、根据权利要求12中所述的速度检测设备，其特征在于，速度传感器具有基本圆柱形的形状。
14、根据权利要求10中所述的速度检测设备，还包括用于向马达单元传送信号和从马达单元传出信号的电接头，其中速度传感器安装在电接头上。
15、根据权利要求14中所述的速度检测设备，其特征在于，电接头包括一具有多个电触点的可拆式插塞。
16、根据权利要求14中所述的检测设备，其特征在于，速度传感器从电接头的外侧表面延伸。
17、根据权利要求16中所述的速度检测设备，其特征在于，电接头包括一具有多个电触点的可拆式插塞。
18、根据权利要求17中所述的速度检测设备，其特征在于，速度传感器基本垂直于电接头的外侧表面延伸。
19、根据权利要求18中所述的速度检测设备，其特征在于，速度传感器具有基本圆柱形的形状。
20、自行车车轮用的速度检测设备，包括：
一绕轮毂轴旋转的轮毂传动装置；
从轮毂传动装置径向向外延伸的许多辐条；
布置在至少许多辐条之一上用于提供速度信号的一速度信号提供单元；
一用于操作轮毂传动装置的马达单元；和
一安装在马达单元上用于检测速度信号的速度传感器。
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